突破性發現：癌症、衰老和心臟病的治療新手段，將會影響深遠

悉尼的一個科學家小組在端粒生物學上取得了突破性的發現，這對從癌症到衰老和心臟病的各種疾病都有意義。該研究項目由威斯米德兒童醫學研究所(CMRI)基因組完整性單位負責人托尼·塞薩爾博士領導，他與來自CMRI的科學家以及新南威爾士大學悉尼分校的凱瑟琳娜·戈斯合作。

端粒是每個人類染色體末端的DNA片段。隨著年齡的增長，端粒長度自然減少。終其一生，端粒縮短指示老化細胞停止分裂。

這通常是阻止癌症的關鍵障礙。然而，一些人出生時端粒異常短，並患有骨髓衰竭、肺纖維化和癌症高發率。端粒長度也是疾病風險的重要標誌，如癌症、心臟病和糖尿病。

端粒縮短導致染色體末端類似於斷裂的DNA。然而，端粒隨著年齡的增長從健康轉變為不健康的原因仍然是個謎。這項研究發現了潛在的原因。

「我們知道端粒可以調節細胞老化，但我們的新數據解釋了導致端粒不健康的誘因，」塞薩爾博士說。端粒通常形成一個環狀結構，染色體末端被隱藏。我們發現，當端粒環展開時，染色體末端就會暴露出來，細胞會將其視為破損的DNA。

Cesare博士進一步解釋說:「端粒長度並不重要，重要的是端粒結構。」端粒循環會因為端粒變短而更難形成。

此外，研究小組還發現，端粒在某些化學治療藥物的作用下也能改變結構，這些藥物有助於殺死癌細胞。

這項研究的結果也證明了技術進步在研究領域的重要性。Cesare博士在2002年攻讀博士學位時，首次提出了端粒環的理論。然而，當時還沒有一種技術可以用顯微鏡很容易地觀察端粒環。

然而，獲得2014年諾貝爾化學獎的超分辨顯微鏡技術的出現，使得用顯微鏡觀察端粒循環成為可能。為了完成這項研究，研究小組在悉尼的四個研究機構使用了超解析度顯微鏡，並在澳大利亞購買了第一個Airyscan超級解析度顯微鏡。

「這項技術能讓我們看到比過去多10倍的細節，」塞薩爾博士說。「我們可以突破光的物理極限，看到端粒環結構。」為了完成這個項目，研究小組將這項突破性的技術與模擬細胞衰老的強大遺傳模型結合起來。

「我們是世界上第二組使用超解析度顯微鏡觀察端粒環的人，也是第一批確定其功能的人。」我們花了四年半的時間完成這個項目。這是一項巨大的努力，五年前我認為是不可能的。

「我們已經證明，我們需要了解的不僅僅是端粒長度，而是端粒結構和端粒健康。」下一步是問，我們能把人類健康和端粒健康聯繫起來嗎?我們的研究表明這個故事不僅僅是測量端粒長度。（白木清水209118）

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